3.1.2. Подбор сечения надкрановой части колонны

Для надкрановой части колонны рекомендуется применять симметричное сечение из прокатного широполочного двутавра или двутавра сварного из трех листов (см.рис.6). Из таблицы расчетных комбинаций усилий, составленной по результатам статического расчета рамы, выбирается самая невыгодная комбинация N и M из действующих в трех расчетных сечениях подкрановой части колонны. Для анализа конкурентоспособных комбинаций можно воспользоваться условной продольной силой N_усл, полученной из формулы Ясинского для подбора сплошных сечений внецентренно-сжатых элементов:

N_усл = N (1,25 + 2,2e/h_в),

где e'=M/N - эксцентриситет продольной силы.

По наибольшей условной силе определяется ориентировочно требуемая площадь сечения колонны

А_тр = N_усл/R_у ,

Площадь А_тр распределяется наивыгоднейшим образом между стенкой и полками с учетом обеспечения их местной устойчивости.

Толщина стенки t_ принимается минимального размера (но не менее 8 мм) в пределах 1/60...1/120 от высоты h_, при этом большая величина при относительно больших продольных силах и малых моментах, меньшая - в обратных случаях.

Требуемая площадь полки

А_f = в₁t₁ = (A_тр - h_t_)/2.

Толщиной полки t_f задаются в пределах 12... 30 мм. Ширина полки обычно принимается в_f=(1/20...1/30)l₂, что необходимо для обеспечения общей устойчивости колонны из плоскости действия момента. Из условия свариваемости должно соблюдаться соотношение толщин t_f / t_ 3.

3.1.3. Проверка надкрановой части колонны

После компоновки сечения вычисляются его геометрические характеристики и гибкости стержня колонны относительно осей х-х и у-у. Затем производится проверка подобранного сечения.

Площадь всего сечения А = h_ t_ + 2в_f t_f.

Момент инерции сечения I_x = t_ h³_ /12 + 2А_t [(h_в - t_f)/2]²; I_y = 2 t_f в³_f/12.

Момент сопротивления сечения для наиболее сжатого волокна W_c=2I_x/h_в.

Радиусы инерции сечения ; .

Гибкости стержня _х = l_х2 / i_x; _y = l_y2 / i_y .

Условная гибкость относительно оси х-х

Проверка устойчивости надкрановой части колонны в плоскости действия момента

Проверку выполняем по формуле

N / _в А  R_y _c,

где _c - коэффициент условий работы, принимаемый по [2, табл. 6]; _в - коэффициент снижения расчетного сопротивления при внецентренном сжатии, определяемый по [2, табл. 74] в зависимости от условий гибкости и приведенного относительного эксцентриситета m_ef, вычисляемого по формуле m_ef =  m_x .

Таблица 13

Сечение	Af/A	Значение  при
элемента		0,1   5		> 5
		0,1  mx  5	5 < mx 20	0,1 mx 20
	0,25	(1,45-0,05mx)-0,01(5-mx)	1,2	1,2
	0,5	(1,75-0,1mx)-0,02(5-mx)	1,25	1,25
	1,0	(1,90-0,1mx)-0,02(5-mx)	1,4-0,02	1,3

Здесь m_x = e A / W_c - относительный эксцентриситет;  - коэффициент влияния формы сечения, определяемый по табл. 13 в зависимости от типа сечения,

A_f / A_ , и m_x.

После проверки подобранного сечения при недонапряжении свыше 5% или перенапряжении проводится корректировка размеров сечения и повторная проверка.